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機(jī)械合金化是指金屬或合金粉末在高能球磨機(jī)中通過粉末顆粒與磨球長(zhǎng)時(shí)間激烈地沖擊、碰撞，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、斷裂，導(dǎo)致粉末顆粒中原子擴(kuò)散，從而獲得合金化粉末的一種粉末制備技術(shù)。具有成本低、產(chǎn)量大、工藝簡(jiǎn)單及周期短等特點(diǎn)。機(jī)械合金化已經(jīng)成為材料制備技術(shù)中打的重要方法之一。到目前為止已成功制備出彌散強(qiáng)化合金、高溫合金、貯氫材料、過飽和固溶體、復(fù)合材料、超導(dǎo)材料、非晶、準(zhǔn)晶和納米晶。

通常實(shí)現(xiàn)金屬粉末機(jī)械合金化的球磨裝置主要有以下幾種：攪拌球磨機(jī)、滾動(dòng)球磨機(jī)、行星式球磨機(jī)和震動(dòng)球磨機(jī)，如圖所示。其工作原理如下:

（1）      攪拌球磨機(jī)（圖a）是一種朂有發(fā)展前途而且是能量利用率更高的超細(xì)粉碎設(shè)備，同樣也是重要的機(jī)械化設(shè)備。攪拌球磨機(jī)又稱攪拌磨，它主要由一個(gè)靜止的球磨筒體和一個(gè)裝在筒體中心的攪拌器組成，筒體內(nèi)裝有磨球，磨球由裝在中心的攪拌器帶動(dòng)，攪拌器的支臂固定在攪拌軸上，當(dāng)攪拌器旋時(shí)，磨球與物料作多維度的循環(huán)運(yùn)動(dòng)和自傳運(yùn)動(dòng)，從而在磨筒內(nèi)不斷地上下、左右相互置換位置產(chǎn)生強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)，由磨球介質(zhì)重力與螺旋回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的擠壓力對(duì)物料產(chǎn)生沖擊、摩擦和剪切作用，使物料粉碎。

（2）        滾動(dòng)球磨機(jī)（圖b）也稱臥式球磨機(jī)，球磨筒體繞其橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)。粉碎物料的作用效果主要取決于球和物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而球和物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)又取決于球磨筒體的轉(zhuǎn)速。在重力和旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力綜合作用下，球體上下翻滾砸在粉末上從而達(dá)到破碎和機(jī)械化的效果。但其球磨效果一般，效率低。

（3）        振動(dòng)球磨機(jī)（圖c）振動(dòng)球磨機(jī)是利用磨球在作高頻振動(dòng)的筒體內(nèi)對(duì)物料進(jìn)行沖擊、摩擦、剪切等作用從而使物料粉碎的球磨裝置。一維振動(dòng)式球磨機(jī)，筒體作縱向振動(dòng)，在此過程中，磨球拋起落下，砸在粉末上進(jìn)行研磨。三維振動(dòng)式，其工作原理和一維振動(dòng)球磨機(jī)相同，但是在三個(gè)方向上，自由振動(dòng)工作情況更為復(fù)雜，球體不但和桶壁發(fā)生碰撞，還與筒體的頂部和底部碰撞，但其球磨效果也一般，效率低。